? ? ? ?水泵是應(yīng)用最廣的通用機(jī)械，又是當(dāng)之無(wú)愧的耗電耗能大戶,因而提高水泵本身的效率和泵的使用效率對(duì)節(jié)約能源都是舉足輕重。

? ? ? ?(一)減小水力損失,設(shè)計(jì)高效葉輪。盡可能減少整個(gè)流道的摩擦損失、撞擊損失、擴(kuò)散損失和其它局部損失。

? ? ? ?(1)圓柱形葉片改為扭曲葉片,減小沖(撞)擊損失。如果用圓柱形葉片,葉片在葉輪入口處與前蓋板相交的壁角θ將較小,如圖1所示,此時(shí)液流以A向進(jìn)入時(shí)與葉片形成十分不利的角度并產(chǎn)生旋渦區(qū)。為了防止這種現(xiàn)象,可以用扭曲葉片來(lái)改善這個(gè)條件,見(jiàn)圖2(a),這種進(jìn)口邊為直線形的葉片已經(jīng)成功地用于中等尺寸和中等比轉(zhuǎn)數(shù)以下的葉輪設(shè)計(jì)中;對(duì)于高比轉(zhuǎn)數(shù)和大葉輪,葉片進(jìn)口邊可以改為曲線形的,如圖2(b)所示,這樣可兼顧到大的壁角θ和流入方向A。設(shè)計(jì)時(shí)一般的原則是將壁角取大值,以減少水力損失,這就是設(shè)計(jì)時(shí)要遵循的大壁角規(guī)則。

? ? ? ?(2)葉片向吸人口延伸并減薄,使液體提早受到葉片作用,可減小葉輪外徑,也可以增加葉道內(nèi)流線的長(zhǎng)度,減少相對(duì)擴(kuò)散;但延伸要適當(dāng),過(guò)于前伸會(huì)使入口面積過(guò)小,使葉片入口與葉片蓋板相交的壁角變小,反而加大水力摩擦損失,擠縮進(jìn)口流道,對(duì)汽蝕和效率均不利。

? ? ? ?(3)使相鄰葉片間流道出口和進(jìn)口面積之比控制在1.0~1.3范圍內(nèi),以減小擴(kuò)散損失。若該比值大于1.3,流道擴(kuò)散嚴(yán)重,效率下降。

? ? ? ?(4)流道的水力半徑越大越好,盡可能使葉片進(jìn)口截面接近正方形,以減少摩擦損失,由水力學(xué)知道,過(guò)水?dāng)嗝婷娣e和濕周的比值叫做水力半徑,即水力半徑=過(guò)水?dāng)嗝婷娣e/濕周。濕周大實(shí)際上就是液體與壁面的接觸面積大,當(dāng)把流道截面從近似正方形變?yōu)楠M長(zhǎng)矩形時(shí)實(shí)質(zhì)上就是讓液體在狹長(zhǎng)截面的間隙內(nèi)流過(guò),所以阻力必然大。

? ? ? ?(5)由于彎曲擴(kuò)散管水力損失較大,現(xiàn)在多數(shù)采用略帶彎曲接近直線的擴(kuò)散段。對(duì)反導(dǎo)葉來(lái)說(shuō),它進(jìn)口角和在圓周方向的位置,應(yīng)結(jié)合液流在擴(kuò)散段流出的情況而定,原則是形成連續(xù)的流道,避免反導(dǎo)葉流道人口截面過(guò)窄,否則在反導(dǎo)葉進(jìn)口處會(huì)引起渦流和撞擊損失。

? ? ? ?(6)對(duì)多級(jí)泵,葉輪進(jìn)口加預(yù)旋(反導(dǎo)葉出口角小于90°),減小葉輪進(jìn)口相對(duì)速度W,同時(shí)減小相對(duì)速度擴(kuò)散,將反導(dǎo)葉出口角選擇小于90時(shí),水流進(jìn)入葉輪之前就產(chǎn)生了預(yù)旋,即Vu1≠0。

? ? ? ?(7)由于反導(dǎo)葉出口角所造成的預(yù)旋對(duì)下一級(jí)葉輪的特性有較大影響，在設(shè)計(jì)時(shí)為了使理論揚(yáng)程公式Ht—U2Vu2一“l(fā)Vul中的“1Vul項(xiàng)為零，反導(dǎo)葉的出口角似應(yīng)選定90。，這對(duì)于末級(jí)導(dǎo)葉來(lái)說(shuō)可消除旋轉(zhuǎn)分量。但實(shí)驗(yàn)證明，這對(duì)效率和獲得穩(wěn)定的性能曲線都不利，尤其對(duì)于一些低比轉(zhuǎn)速泵，為了獲得下降的特性曲線，反導(dǎo)葉的出口角應(yīng)選取小于90，通常在60～80，葉片的兩端要薄一些，以免產(chǎn)生撞擊和渦流損失。

? ? ? ?(8)增加水泵葉輪出口寬度，減小葉輪出口絕對(duì)速度，從而減小壓水室中的水力損失。

? ? ? ?(9)斜切葉輪出口、減小前后流線的長(zhǎng)度差或不同流線選取不同的葉片出口角，以便減小前后蓋板流線壓力差，從而減小 出口的二次回流。